Microsoft Word впвс book 2011 sev pa doc

Часть из предлагаемых абстракций имеют ярко выраженную 
«вычислительную» специфику, их будем относить к категории вычислительных. 
Следующие абстракции будем относить к категории невычислительных: 
архитектурный агрегат, аспект, проектирование ВсС, инфраструктура проекта, 
проектное пространство, аспектное пространство. 
В представленный список вошли основные (базовые) абстракции HLD 
ВсС, в пособии также используются производные и уточняющие абстракции 
как вычислительного, так и «смешанного» характера. 
2.1.2 Вычислительные и невычислительные абстракции 
2.1.2.1 Вычислительные абстракции 
Объединяющим началом предлагаемой модели проектного пространства 
ВсС следует считать тезис о возможности представления вычислительного 
процесса в терминах вычислительных абстракций, не привязанных 
непосредственно к конкретным реализациям. Будем считать, что такие 
виртуальные вычислительные процессы должны строиться на основе 
вычислительных механизмов различного назначения. Следует отметить, что на 
практике виртуальные вычислительные процессы активно реализуются в 
современных ВС, при этом разработчики такие процессы связывают с 
понятием виртуальной машины, трактуя ее как программно-реализованную 
модель реальной вычислительной машины. Данный технический прием 
является 
удобной 
архитектурной 
абстракцией, 
направленной 
на 
структуризацию вычислительного процесса и, тем самым, на локальное 
понижение степени его сложности. 
Существует известный тезис о "семантическом разрыве" между 
элементами (операциями, структурами данных) представления вычислительных 
процессов в языках программирования высокого уровня и возможностями 
физических (аппаратных, микропрограммных) средств реализации на уровне 
микроопераций, микрокоманд и команд с соответствующими форматами 
данных, уровнем и степенью параллелизма, ограничениями памяти и т.д. 
Развитие вычислительной техники в области методов и технологий 

---

57 
проектирования идет по пути развития вычислительных парадигм (таких, как 
модели вычислений, парадигмы программирования), предлагая качественно 
новые решения. Это движение стремительно увеличивает семантический 
разрыв с уровнем физической реализации. Переход от высокоуровневого 
абстрактного представления вычислительного процесса к уровню физической 
реализации так называемого "не вычислительного базиса" (границей можно 
считать вентильный или транзисторный уровень) в силу сложности задачи 
требует большого числа промежуточных уровней и представлений. Эти уровни 
необходимы, прежде всего, разработчику для борьбы со сложностью задачи. На 
практике чаще всего выделение и реализация таких уровней в вычислительной 
системе выполняется различными коллективами разработчиков и на разных 
этапах проектирования. Причем, в большинстве проектов значительная 
(основная) часть работы присутствует в повторно используемых компонентах, 
таких 
как 
процессоры, 
операционные 
системы, 
различные API, 
коммуникационные протоколы, трансляторы и т.д. 
Любая задача в рамках ВсС может быть подготовлена к исполнению 
(решению) с использованием той или иной степени вложенности уровней 
вычислительной иерархии. Это будет в первую очередь определяться 
размерностью задачи, квалификацией и личными способностями и 
пристрастиями разработчиков, допустимыми сроками проектирования. В 
дальнейшем такое решение может быть реализовано с различной степенью 
оптимизации, от использования "как есть", до глобально оптимизированного 
"плоского" одноуровневого представления нижнего уровня вычислительной 
иерархии. Естественно, ресурсоемкость целевого варианта системы в 
зависимости от числа оставшихся в результате оптимизации уровней, будет 
меняться в широких пределах. 
Проектное пространство ВсС представляется посредством совокупности 
базовых абстракций процесса проектирования. Сразу оговоримся, что 
проектное пространство ВсС не является чисто вычислительной абстракцией, 
что будет обсуждаться далее. 
Прежде всего, в пространство входят объекты или элементы, участвующие 
в процессе проектирования системы, которые позволяют описать, 
структурировать, зафиксировать функциональность ВсС. Примерами таких 
абстракций выступают понятия вычислительной архитектуры, вычислителя, 
интерфейса, платформы, процесса, вычислительного механизма, виртуальной 
машины, программируемого интерпретатора, модели вычислений и другие. 
Как было отмечено выше, необходима система вычислительных 
абстракций, позволяющих разработчику оперировать в рамках целевого и 
проектного пространств при создании ВсС. Традиционно перечисленные выше 
элементы рассматриваются в качестве составляющих целевой системы. Частью 
проектного пространства, которую в этом случае целесообразно представлять в 
подобных понятиях, будет выступать внутренняя организация инструментария. 
Однако, как будет показано ниже, полезно рассмотрение целевой системы с 

---

58 
позиций организации вычислительного процесса с его off- и online фазами. В 
этом случае, принадлежность и область действия вычислительных абстракций 
расширяется, захватывая оба пространства проектирования. Примером такого 
перехода, в значительной мере привычного и понятного большинству 
разработчиков ВсС, является трактовка термина "вычислительная платформа" 
как совокупности целевых аппаратно-программных средств (например, 
аппаратура и ОС ПК) и транслятора ЯВУ. 
Существующие сегодня вычислительные абстракции в терминологическом 
и смысловом плане нечетко определены, часто имеют несколько различных 
трактовок, иногда пересекаются по области действия или противоречат друг 
другу. Кроме того, существует потребность в расширении области действия, 
унификации трактовки существующих понятий и введении ряда новых 
абстракций при проектировании ВсС. 
Одним из центральных в вычислительной технике является понятие 
вычислительного процесса, определим его следующим образом.
Вычислительный 
процесс – процесс 
преобразования 
данных 
вычислительным устройством (вычислителем, вычислительной машиной) в 
соответствии с заданной функциональностью. (Может выполняться однократно 
или циклически). 
С позиций данного определения введем ряд понятий, которые далее будут 
рассматриваться подробнее. 
Вычислитель – функционально завершенное устройство, позволяющее 
осуществлять [выполнять] один или более вычислительных процессов [не 
менее одного раза]. Процесс преобразования данных описывается алгоритмом 
на алгоритмическом языке. 
ВМх (вычислительный механизм) – техническое решение, реализующее